立交隧道穿越民房施工技1

1、立交隧道穿越民房施工技術(shù)劉江濤（中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司南京地鐵ta01標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部 南京 210012）摘要：安德門站寧丹路站區(qū)間隧道與小行車輛基地出入段線入線隧道在民房下成立交隧道。本文結(jié)合現(xiàn)場施工介紹了這兩隧道的施工方案，并詳細(xì)分析穿越民房下的立交隧道施工的技術(shù)難點(diǎn)，探索控制民房沉降的施工技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：立交隧道、淺埋、軟巖、穿越民房、超前注漿、徑向注漿、掌子面注漿、換撐1 引言城市地鐵暗挖隧道施工周邊建構(gòu)筑物復(fù)雜，采用礦山法施工對建筑物的保護(hù)成為施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，而在國內(nèi)立交隧道下穿民房施工質(zhì)量管理和控制措施尚未有成熟的施工經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。為保障立交隧道上方民房的安全，主要從限制地表沉降

2、和控制房屋基礎(chǔ)的不均勻沉降入手，找出控制房屋不均勻沉降的有效技術(shù)措施和施工質(zhì)量控制要點(diǎn)具有重要意義。為確保南延線的總體工期，施工中先施工區(qū)間隧道，后施工下穿隧道，如何保證上穿區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)不受破壞及地面建筑物不均勻沉降，是施工中難重點(diǎn)。2 工程概況2.1工程位置及設(shè)計(jì)參數(shù)南京地鐵一號線南延線隧道ta01標(biāo)段，安德門站寧丹路站區(qū)間隧道位于南京市雨花臺區(qū)，從設(shè)計(jì)起點(diǎn)安德門站起沿寧丹路西側(cè)行走，下穿多棟1-5層商業(yè)、住宅、辦公樓，沿線所屬地貌為構(gòu)造剝蝕丘陵崗地區(qū)，地勢起伏較大，區(qū)間巖土體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，巖體埋藏很淺。安寧區(qū)間隧道在k1+184.7k1+221.9處與小行車輛基地出入段線入場線rk0+28

3、8.6rk0+327上下疊交，成26左右的夾角，立交段長38m左右，入場線下穿區(qū)間主線隧道。立交隧道上穿越回民殯葬服務(wù)所、殯儀館等單位的建筑物。立交隧道平面圖、隧道立面圖見圖1、圖2，兩隧道支護(hù)參數(shù)見表1。圖1 立交隧道平面關(guān)系圖 圖2 立交隧道立面關(guān)系圖 區(qū)間隧道和下穿隧道支護(hù)參數(shù) 表1襯砌編號施工工法高度(m)寬度(m)噴砼二襯超前小導(dǎo)管wtd25中空錨桿鋼筋網(wǎng)格柵鋼架mmmm長度縱距范圍長度間距(mm)直徑間距（mmmm）間距（m）范圍區(qū)間acrd工法8.3710.783004003m1.5m150雙排3.511邊墻6.5雙層1501500.5拱墻下穿入段線臺階法6.9678300400

4、3m1.5m150雙排3.511拱墻6.5單層1501500.5拱墻2.2水文地質(zhì)情況區(qū)間隧道覆土從上到下依次為：雜填土（-1）、粘土（-3a1）、粉質(zhì)粘土混卵礫石（-3e）、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（k1g-1a）、中微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖(k1g-2-3a) 等層。沿線巖石的性質(zhì)、強(qiáng)度不均，風(fēng)化程度、風(fēng)化厚度不一，強(qiáng)度較低，屬極軟質(zhì)巖，自穩(wěn)定能力差。地質(zhì)剖面圖見下圖3。 圖3 立交隧道處地質(zhì)剖面圖根據(jù)南京地鐵一號線南延線xk01標(biāo)安德門站寧丹路站區(qū)間地質(zhì)勘察補(bǔ)充說明（2008年1月21日），安寧區(qū)間掌子面處地層變化較大，地下水豐富，該段基巖裂隙較發(fā)育，區(qū)域填土厚度最深處達(dá)7.8m，填土物質(zhì)成份雜，透水性

5、好，為一匯水區(qū)，填土中地下水沿裂隙下滲，而下部基巖為極軟巖，遇水極易軟化，巖石強(qiáng)度降低，巖面易失穩(wěn)。區(qū)間隧道開挖施工，掌子面滲水嚴(yán)重；初期支護(hù)完成局部滴滲水較大。下穿隧道開挖施工中滲水嚴(yán)重。2.3 地面建筑情況隧道立交段地表建筑物情況見表2。 區(qū)間隧道安德門方向上方建筑物情況 表2 序號房屋類型所屬單位基礎(chǔ)類型房屋功能建筑層數(shù)覆土厚度（m）巖石層厚度（m）建筑物位置1磚混結(jié)構(gòu)回民服務(wù)所天然地基淺基礎(chǔ)辦公樓212.22.9k1+206k1+220 rk0+290rk0+3022磚混結(jié)構(gòu)殯儀館10m長樁基礎(chǔ)辦公及食堂213.34.8k1+185k1+1953磚混結(jié)構(gòu)殯儀館天然地基淺基礎(chǔ)辦公樓313

6、.34.8k1+185k1+195項(xiàng)目部在施工前委托南京市房屋安全鑒定處對3座建筑物進(jìn)行鑒定，對房屋作沉降、傾斜觀測、裂縫測觀測。3 施工總體安排為保證南延線總體工期的實(shí)現(xiàn)，采用先施工上行區(qū)間隧道，后施工下穿單線隧道。兩隧道上臺階開挖均采用人工開挖，下臺階采用爆破開挖。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，在上行隧道變形穩(wěn)定的情況下，換撐施工上行區(qū)間隧道的仰拱及隧底填充混凝土，后根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)情況進(jìn)行拆除臨時支撐，進(jìn)行隧道拱墻混凝土澆筑，最后施工單線隧道的二次襯砌施工。4 施工技術(shù)4.1 施工方案區(qū)間隧道，采用crd工法施工，上下左右掌子面錯開35.0m。上臺階開挖采用留核心土，人工開挖，人工出渣，下臺階采用控制爆

7、破，機(jī)械出渣。下穿隧道，采用臺階法施工，臺階控制在46m之間。上臺階留核心土，人工開挖拱部，控制爆破開挖拱腳及核心土部分，機(jī)械出渣。4.2 施工技術(shù)根據(jù)隧道內(nèi)施工的特點(diǎn)，該立交隧道地段采取的主要施工技術(shù)：1、減少隧道爆破開挖對區(qū)間隧道及建筑物結(jié)構(gòu)造成的破壞技術(shù)；2、加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)探，加密超前小導(dǎo)管，注漿加固地層技術(shù)；3、隧道掌子面注漿加固技術(shù)；4、隧道結(jié)構(gòu)周圍進(jìn)行徑向注漿加固技術(shù)；5、臨時支撐換、拆技術(shù)。4.2.1 減少隧道爆破開挖對區(qū)間隧道及建筑物結(jié)構(gòu)造成的破壞技術(shù)1、區(qū)間隧道人工開挖上部，下部控制爆破。區(qū)間隧道采用crd工法施工，上下左右掌子面錯開35.0m。區(qū)間隧道開挖、部采用人工風(fēng)鎬開挖拱

8、部及周邊，掌子面預(yù)留核心土以發(fā)揮掌子面三維支撐作用，人工出渣；下臺階、部采用弱爆破的方法開挖，配合機(jī)械出渣。圖4 安德門方向crd施工順序圖2、下穿隧道上臺階人工開挖，下臺階控制爆破開挖。3、施工不斷的優(yōu)化爆破技術(shù)。內(nèi)部監(jiān)測爆破震動速度小于1.0cm/s，并請地震局專家對施工中的爆破進(jìn)行測量，數(shù)據(jù)顯示爆破震動速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.5cm/s。下臺階隧道爆破采用導(dǎo)爆管起爆法。采用孔內(nèi)微差控制爆破，非電豪秒雷管起爆。并科研所及地震局的專家進(jìn)行爆破震動速度的測試，測試結(jié)果數(shù)據(jù)顯示爆破震動速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.5cm/s。圖5 區(qū)間隧道“crd”工法施工現(xiàn)場圖6 區(qū)間隧道人工開挖上臺階，留核心土施工圖7 區(qū)間隧道

9、掌子面預(yù)留核心土施工4.2.2 加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)探，加密超前小導(dǎo)管，注漿加固地層技術(shù)1、加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)探。針對地質(zhì)情況的不確定的因素，對工區(qū)鉆爆班及工區(qū)值班人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高思想認(rèn)識，加強(qiáng)超前地質(zhì)探孔的預(yù)報(bào)工作。每次開鉆前先施作探孔，確認(rèn)前方圍巖情況，確定鉆爆的進(jìn)尺。圖8 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)部位、角度示意圖2、加密超前小導(dǎo)管。超前小導(dǎo)管長度3.0m，環(huán)向間距30cm，縱向間距1.5m，拱部150范圍內(nèi)布置。由30mm的設(shè)計(jì)小導(dǎo)管間距加密到250mm，長度3.0m。在加密超前小導(dǎo)管注射水泥-水玻璃雙液漿止水。漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，水泥水灰比為0.5：1，水泥漿水玻璃漿液比為1：1，雙液漿凝結(jié)時間控制在

10、12分鐘，壓力控制在0.20.8mpa。圖9 超前小導(dǎo)管加密圖3、施工中注意各工序之間的銜接，減少圍巖暴露時間,作到快速封閉掌子面。4.2.3 隧道掌子面注漿加固技術(shù)；根據(jù)掌子面圍巖情況進(jìn)行掌子面加固注漿。漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，水泥水灰比為0.5：1，水泥漿水玻璃漿液比為1：1，凝結(jié)時間控制在4560s以內(nèi)。壓力控制在0.20.5mpa。掌子面注漿加固圖見下圖。掌子面加固注漿管，適用于圍巖局部地段掌子面開挖不穩(wěn)時，對掌子面加固注漿。注漿順序?yàn)椋┕ぶ懈鶕?jù)情況可采用跳孔注漿方式注漿。注漿管采用42鋼管，單根長度10.0m，環(huán)向間距為1.0m，注漿壓力為0.51.0mpa。注漿前先封閉掌子面

11、，厚度200mm網(wǎng)噴混凝土。圖10 掌子面注漿孔布置圖圖11 注漿效果圖1圖12 注漿效果圖24.2.4 對隧道初支徑向注漿加固技術(shù)在隧道初期支護(hù)布置大于60角的徑向注漿管，加固隧道周圍地層。環(huán)向、縱向間距15001500mm，單根長度3.0m。crd施工中臨時支撐背后同樣需徑向注漿加固。注漿參數(shù)同超前小導(dǎo)管注漿參數(shù)。小導(dǎo)管及徑向注漿管布置見圖13。圖13 小導(dǎo)管及徑向注漿管布置圖4.2.5 換拆支撐技術(shù)1、換撐施工在區(qū)間隧道開挖完成后，在仰拱上布置監(jiān)測沉降點(diǎn)，下穿隧道在開挖支護(hù)施工中，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，仰拱結(jié)構(gòu)變化很小，施工中 采用換撐的方法拆除下中立柱，施工隧道仰拱及隧底填充。換撐示意圖見下圖

12、14。圖14 換撐示意圖2、拆除支撐前提拆除支撐施工只有符合下述三個條件后，方可進(jìn)行拆除臨時支撐的施工： 進(jìn)行全面系統(tǒng)堵漏、回填注漿，尤其是滴滲嚴(yán)重的部位； 拱頂沉降基本穩(wěn)定，監(jiān)測數(shù)據(jù)時沉曲線趨于平穩(wěn)，拱頂沉降變化小于0.15mm/天，收斂點(diǎn)變形小于0.03mm/天; 在隧道拱頂布置觀測沉降點(diǎn)，邊墻部位布置收斂點(diǎn)，并記錄拆除前的初始數(shù)據(jù)。3、除臨時支撐施工流程拆除原則是穩(wěn)定一段拆除一段，間隔3m拆除3m。先拆除破除中立柱混凝土，后割斷中立柱，監(jiān)測初期支護(hù)變形情況，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)決定是否拆除；臨時仰拱同法進(jìn)行。拆除前進(jìn)行拆除方案驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。拆除臨時支撐施工流程如下圖15。（1）拆除時由k1+221處

13、向k1+185拆除?？紤]安全因素等，由上往下拆除，先破除、割斷后拆除。施工時破除先拆除支撐的噴射混凝土，連接鋼筋不動，最后拆除。（2）采用先割斷，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)決定是否拆除的方法。割斷時，現(xiàn)場觀測割斷前后的沉降情況，并根據(jù)割斷后3天的不間斷監(jiān)測數(shù)據(jù)來確定是否可進(jìn)行拆除，拱頂沉降速率控制在0.15mm/天，收斂點(diǎn)變形控制在0.03mm/天，則可進(jìn)行拆除，否則及時焊接割斷的臨時支撐；（3）割縫采用割斜線的方法（見示意圖17），縫寬8mm，防止沉降過大，則可及時補(bǔ)焊，焊接采用在肋板處加鋼板加強(qiáng)焊接質(zhì)量；（4）穩(wěn)定后，再進(jìn)行臨時仰拱的拆除（先拆除右側(cè)的臨時仰拱后拆除左側(cè)），采用同樣的方法，先割端后拆除。（5）最后再進(jìn)行剩余臨時支撐的拆除。方法同上。如在拆除過程中變形過大或不正常沉降等，必須停止拆除或割斷作業(yè)，并采取補(bǔ)救措施，注漿加固或加撐等工作。圖15 拆除臨時支撐流程圖圖16 臨時支撐拆除步驟圖圖17 割斷、補(bǔ)焊臨時支撐的示意圖5 結(jié)束語隨著我國城市現(xiàn)代化水平的不斷提高，地鐵建設(shè)項(xiàng)